Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Светоотдача светодиодных ламп: Интересное о LED » Что такое светоотдача светодиодных ламп?

Содержание

Интересное о LED » Что такое светоотдача светодиодных ламп?

Определение светоотдачи светодиодной лампы

Светоотдача светодиодных ламп – это отношение величины светового потока, излучаемого лампой к величине электрической мощности, потребляемой при этом из источника электроэнергии, питающего лампу. Более понятно другое определение – энергоэффективность или эффективность преобразования электричества в свет. Можно еще сказать, что светоотдача – это к. п. д. преобразования невидимой электрической энергии постоянного или переменного тока в видимую энергию (свет) электромагнитного поля.

Исходя из первого определения, человек, даже не имея высшего или специального образования, а только взяв в руки упаковку или паспорт от современного источника света, может определить светоотдачу заинтересовавшей его лампы, не отходя от прилавка в магазине. Для этого нужно поделить световой поток лампы (светильника, светодиода, ленты, линейки, модуля и пр.) в люменах (или Лм) на их паспортную мощность в ваттах (или Вт). Полученное число будет в диапазоне от единиц для ламп накаливания, в т. ч. и галогенных, до десятков и даже сотен для изделий светодиодной техники.

Еще об одной количественной светотехнической характеристике современных светодиодных источников света – яркости их свечения мы уже писали на нашем сайте статье «В чем измеряется яркость света?».

Как связаны светоотдача лампы и ее мощность?

Показатели мощность света светодиодных ламп и их светоотдача – это близкие характеристики. Зная ориентировочно светоотдачу светодиодов и величину светового потока светильника совсем несложно определить его мощность. Но при расчетах нужно учесть:

  • потери мощности в источнике питания светодиодного светильника – от 1 до 5 %;
  • потери при прохождении света через светорассеиватель – от 0,2 до 2,5 %;
  • потери в отражателе, защитном стекле и пр.;
  • потери на индуктивный или емкостной характер нагрузки источника питания и мн. др.

Все эти факторы должны быть учтены при покупке светильников, ламп и/или разработке систем освещения т. к. при снижают светоотдачу светодиодных ламп и светильников в целом.

Но несмотря на эти причины в общем счете светодиодным устройствам пока нет достойной альтернативы в системах освещения. Даже при том, что они дороже традиционных источников искусственного света. Окупаемость составляет от месяцев до нескольких лет. А дальше – только прибыль, в т. ч. от экономии по нескольким статьям расходов.

Светоотдача светодиодных светильников и ламп. Простая математика.

Нередко приходится слышать о световой отдаче светодиодных светильников и ламп от 100 до 130 Люмен на Ватт (Лм/Вт). Например, многие поставщики утверждают, что их светильник мощностью 50 Вт выдают световой поток 5000 Лм. Нетрудно посчитать, что светоотдача в этом случае составляет 100 Лм/Вт.
Есть и более оптимистичные примеры, когда светодиодная лампа или светильник обладает световой отдачей не менее 130 Лм/Вт.
Самое печальное, что в это верят многочисленные покупатели, которых вводят в заблуждение. Для того чтобы расставить все точки над «И» приведу пример элементарного математического подсчета потерь стандартного светодиодного осветительного устройства.

Возьмем самый-самый диод от CREЕ со световой отдачей 139 Лм/Вт.
Он ведь у вас вставлен в устройство, значит, будет греться. Тепловые потери 15%.
Остается 118 Лм/Вт.

Диод подключен к источнику питания. У самого лучшего из них КПД 0,9, у обычного 0,83-0,85. (Например, у Meanwell даже 0,73!) И с этим ничего не поделать, ведь внутри транзисторы, катушки, конденсаторы, все это греется, и часть энергии переходит в тепловую. Потери неизбежны. (У обычного трансформатора, где переменка вход и выход КПД не более 0,95.)
Остается 100,5 Лм/Вт.

В светильнике вы используете оптику. Потери на рефлекторе угол 60-70 градусов 0,9. Плюс защитное стекло. Если предположить, что оно самое простое прозрачное, вычитаем коэф.преломления 0,93.
Остается 94 Лм/Вт.

ИТОГО: оптический выход 94 лм на Вт.

Безусловно, всем бы хотелось, чтобы светодиодный светильник или лампа выдавали 130 или 140 Лм/Вт. Этого хотят и производители диодов, и производители световых приборов с использованием светодиодов и потребители этой светотехники. Идет игра, где все пытаются получить большую светоотдачу.

Объективное сравнение светового потока и светоотдачи светодиода производителями LED искажено в меньшей степени. Сравнивать световой поток диодов можно в так называемой «рабочей точке», т.е. при нагреве 60 градусов Цельсия, далее характеристики диода будут падать. Все же, именитые производители, такие как CREE или NICHIA дорожат своей репутацией и их данным можно верить.

Что же касается производителей светодиодных светильников и ламп, то здесь надо быть на стороже. Учитывайте все вышеназванные потери на устройствах. Плюс, имейте ввиду, что для того, чтобы потери при нагреве были не больше, чем указано выше, нужен эффективный теплотвод. На один Вт диода необходимо порядка 20 кв.см площади радиатора.

С.Исполатов
СТК Системы освещения.

Световая отдача ламп все что нужно знать

Большинство из вас слышали о таком параметре как световая отдача. Что он означает и как его правильно понимать?

В первую очередь он показывает, насколько эффективно электроэнергия в светильнике, преобразуется в видимый поток света. Не на тепло или другие потери, а именно на реальное освещение.

В чем измеряется световой поток

Грубо говоря, это своеобразный КПД. Единица измерения светоотдачи – Люмен/Ватт.

Простые лампочки накаливания, люминесцентные, ДРЛ, НЛ и светодиодные одной и той же мощности, имеют различную световую отдачу.

Больше всего этот параметр у светодиодных элементов. А у простой 100 ваттной лампочки самый низкий КПД. У нее всего 2% из всей затрачиваемой энергии идет на освещение.

Однако здесь многое зависит и от самого светильника, его формы, конструкции, производителя и т. д.

Если большинство параметров у различных светильников одинаковые, то главный фактор выбора того или иного источника света – это его световая отдача.

Многие из вас наверняка задумывались, а что лучше и экономичнее – повесить в комнате просто лампочку или лампочку в светильнике? Как раз на помощь здесь и приходит такой параметр, как светоотдача.

Чтобы его узнать, необходимо световой поток источника света разделить на мощность светильника. В итоге и получим данные, измеряемые в Лм/Вт.

От чего зависит

Теоретически считается, что эти данные должны затрагивать только сам источник света и никоим образом не касаться всего светильника.

Однако практика показывает, что огромный вклад в конечный итог величины светоотдачи оказывают:

  • разные отражатели
  • форма рассеивателей
  • температурный режим СИД
  • даже условия измерения

Поэтому более корректно будет называть данный термин именно ”световая отдача светильника”. При покупке всегда спрашивайте именно этот параметр, т.е. какова отдача светильника в сборе, а не его светодиодов внутри.

Максимальная светоотдача

Какова может быть максимально возможная светоотдача в идеальных условиях? В теории она достигает 683 Люмен/ватт.

Но это возможно только при длине волны 555нм (зеленый цвет).

В нашей сетчатке находится около семи миллионов рецепторов – красных, синих и зеленых. Более половины из них, именно зеленые. Поэтому зеленый цвет мы воспринимаем как самый яркий.

Многие заблуждаются, считая, что достаточно пропустить через кристалл светодиода max ток, и тем самым будет достигнуто максимальное значение светоотдачи. Это не так.

Для этого достаточно тока, в пределах от тридцати до шестидесяти процентов от его максимальных значений.

Поэтому светодиоды в идеале должны быть именно недогружены.

При реальных замерах дешевых светодиодов с мелкими кристаллами хорошо видно, что использовать их больше 30% не рационально.

В итоге, при меньшей загрузке вы получаете:

  • больший срок их службы
  • меньшую температуру нагрева
  • наибольшую светоотдачу

Правда есть один негативный момент – понадобится их большее количество. А это увеличит стоимость изделия.

Выбор качественного светильника

Поэтому большинство производителей в конкурентной борьбе выбирают экономию. Монтируют меньше светодиодов, и в итоге мы имеем в светильнике максимально от 80 до 90 Лм/Вт.

Показатели от 100 Лм/Вт и выше являются очень хорошими данными и свидетельствуют о качественном светильнике.

Как показывает практика, в конечном итоге дешевле применять дорогие светодиоды, как бы это абсурдно и не звучало.

Величина "денежной отдачи": Люмен (световой поток )/ рубль (цена светодиода) это хорошо подтверждает.

Чем заканчивается экономия на количестве светодиодов? Ничем хорошим:
  • очень сильный нагрев
  • из-за нагрева нужно увеличивать площадь радиаторов охлаждения
  • ну и само собой – меньший световой поток

И это все при одинаковой мощности у качественного и дешевого изделия.

Не все производители указывают данные светоотдачи в параметрах своих светильников. Чтобы сделать расчет самостоятельно, просто возьмите из паспорта или посмотрите на упаковке 2 величины:

  • световой поток (в люменах)
  • мощность (в ваттах)

и разделите эти параметры.

После чего достаточно сравнить ту или иную покупку и делать соответствующий выбор.

Сравнение ламп

Вот данные световой отдачи разных источников освещения:

  • лампочка накаливания – от 10 до 12 Люмен/Ватт
  • люминесцентные лампы (но только у качественных производителей) – от 50 до 80 Люмен/Ватт
  • НЛ натриевая газоразрядная лампа, имеет очень хороший показатель – около 200Люмен/Вт
  • светодиоды – рекордсмены эффективности – до 300 Люмен/Ватт

Правда 300Лм/Вт это всего лишь пока лабораторное достижение, а не массовый продукт.

Световая отдача в энергосбережении является самым существенным параметром. И вся эволюция развития светильников - это по факту достижение его предельных теоретических значений в 683 Лм/Вт.

Хотя если быть реалистом, даже значения в 500 Лм/Вт на сегодняшний день просто физически не достижимы.

Cветовой поток светодиодных ламп (таблица)

Светодиодные осветительные приборы, появившиеся относительно недавно, уже успели завоевать большую популярность, но споры относительно их эффективности и не думают утихать. Одни напирают на исключительно высокую светоотдачу, приводя в качестве аргументов всевозможные таблицы световых потоков светодиодных ламп, другие – на высокую стоимость, забыв про долговечность этих приборов. Так что собой представляют светодиодные лампы, какими характеристиками обладают, и имеет ли смысл менять старые добрые лампы накаливания на светодиодные? Давай попробуем вместе разобраться в данном вопросе, чтобы, наконец, закрыть эту бесконечную тему.

Устройство LED-ламп

Прежде всего, давай разберемся, что такое светодиодная лампочка и как она светит. В 1907 году британец Генри Раунд заметил, что полупроводниковый диод под действием электрического тока при некоторых условиях начинает излучать видимый свет. И хотя до применения этого эффекта на практике понадобилось более 60 лет, начало было положено. Сегодня технология производства сверхъярких диодов отлично отлажена, а световой поток полупроводников настолько велик, что диоды вполне в состоянии заменить обычные осветительные лампочки.

Современный сверхъяркий диод

Конечно, мощности светового потока одного полупроводника недостаточно для освещения, скажем, комнаты, но эту проблему легко обойти, собрав «лампочку» из нескольких светодиодов. Конструкторы даже пошли дальше – они не стали снабжать каждый полупроводник своим корпусом, а поместили на одну подложку сразу несколько кристаллов. Такие сборки стали называть матрицами:

Матрица из ста бескорпусных диодов

Как ты наверняка заметил, глядя на фото выше, и отдельные диоды, и матрицы имеют одну особенность – их световой поток направлен в одну сторону. Это очень удобно для сборки направленных осветительных приборов, к примеру, прожекторов, но мало подходит для приборов рассеянного света. Зачем тебе лампочка-прожектор, скажем, в люстре? Как конструкторы обошли эту проблему, я думаю, ты уже догадался: они просто расположили полупроводники под разными углами, направив световые потоки каждого прибора в определенную сторону.

 

Световой поток этих светодиодных ламп направлен практически во все стороны

Несмотря на то, что светоизлучающие диоды обладают очень высоким КПД, какая-то часть энергии все равно расходуется на тепло. Если мощность осветителя невелика, то в этом нет ничего страшного. Но для освещения того же помещения светового потока лампочки мощностью в ватт явно недостаточно. Поэтому практически все светодиодные осветители имеют в своем составе радиатор – металлическую ребристую пластину, отводящую тепло от кристаллов и отдающую его в воздух. В некоторых конструкциях радиатор находится внутри корпуса, в других его можно увидеть снаружи. То же самое касается и любых других осветительных устройств, работающих на полупроводниках, – они тоже имеют в своем составе радиатор.

Радиатор в диодных лампочках (слева) и полупроводниковом прожекторе

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Радиатор – жизненно важный для любого диодного осветителя узел. Если ты не будешь периодически стирать с него пыль, устройство начнет перегреваться (так как пыль плохо проводит тепло) и долго не прослужит.

И последний немаловажный штрих – питание. Диоды питаются постоянным и относительно невысоким напряжением, поэтому подключить их напрямую к обычной розетке не получится. Прежде чем подать напряжение  на кристалл, его нужно понизить и выпрямить (сделать постоянным). Эту задачу исполняет специальный блок – контроллер питания или драйвер. Обычно драйвер уже встроен в осветитель или лампочку, поэтому многие о существовании этого достаточно сложного электронного узла даже не подозревают.

 

Драйверы питания диодной лампочки (слева) и светодиодного прожектора

Кроме вышеуказанных функций, драйвер следит за током через диоды и защищает их от случайных бросков и колебаний напряжения.

к содержанию ↑

Основные характеристики светодиодных источников света

Пора перейти к характеристикам светодиодных устройств. Основные из них такие же, как и у любых других осветительных приборов:

  1. Потребляемая мощность.
  2. Угол рассеяния.
  3. Создаваемый световой поток.
  4. Цветовая температура.
  5. Коэффициент пульсаций.

Потребляемая мощность

Эта цифра, обязательно обозначенная в сопроводительной документации к любым электроприборам, характеризует не столько уровень светового потока (хотя связь, конечно, есть), сколько энергопотребление – электрическую мощность, которую потребляет этот самый прибор. Измеряется она в  ваттах (Вт или W). К примеру, устройство мощностью 10 Вт сожжет за час 10 ваттчасов, а за сто часов – 10 * 100 = 1 000 Вт/ч или 1 кВт/ч. Все предельно просто: чем устройство меньше потребляет, тем меньше ты будешь платить за электроэнергию.

Угол рассеивания

Этот показатель характеризует величину сектора, покрываемого заявленным световым потоком. У обычного устройства накаливания сектор почти круговой, у единичного светоизлучающего полупроводника он, как ты помнишь, не может быть больше 180 градусов (обычно около 120). Изменяют угол рассеивания светового потока не только за счет конструкции самих лампочек, но и при помощи рефлекторов (отражателей) и фокусирующих линз, встроенных в осветительное оборудование. У современных осветителей угол рассеивания светового потока может быть любым – от единиц градусов для дальнобойных точечных прожекторов до почти полной сферы. Для любителей конструировать весьма интересным может оказаться вариант освещения светодиодной лентой. Она достаточно гибкая и позволяет получить самые различные и порой весьма причудливые углы рассеяния светового потока, зависящие только от фантазии дизайнера.

 

Изменение угла рассеивания в зависимости от конструкции лампочки

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Запомни! Поскольку свет чаще всего распространяется конусом, то угол рассеивания осветительных приборов принято называть телесным углом, который измеряется в стерадианах.

Создаваемый световой поток

Световой поток – очень важная характеристика. Не вдаваясь в научные термины, можно сказать, что световой поток – количество излучаемой световой энергии в единицу времени. Иными словами, чем выше у лампы световой поток, тем ярче она светит. Измеряется световой поток в люменах. Но здесь есть одна хитрость, которую необходимо учитывать при выборе светильника. Дело в том, что световой поток – это вся световая энергия, излучаемая источником.

У классической лампочки накаливания, к примеру, световой поток направлен во все стороны за исключением цоколя, у светодиода – только в одну. Поэтому, если оценивать показатель светового потока этих двух приборов «на глаз», легко ошибиться. Лампочка накаливания, выдающая столько же люмен, сколько и светодиод, визуально будет казаться намного более тусклой. Причина понятна: в первом случае света, «улетевшего» мимо нашего глаза, окажется намного больше. Но стоит лампочку установить перед зеркалом, как разница в яркости станет не так заметна.

То же самое произойдет, если вместо светоизлучающего диода взять вторую лампочку и поместить ее в прожектор. Фокусирующая система прожектора направит «задний» свет лампочки нам в глаза, и она будет казаться ярче.

 

Световой поток – весь свет, излучаемый осветительным прибором независимо от направления

Таким образом, визуальная яркость зависит не только от силы светового потока, но и от угла рассеяния этого потока. Меньше угол – выше плотность светового потока.

Цветовая температура

Ты наверняка замечал, что свет обычной лампочки со спиралью сильно отличается от освещения, к примеру, трубчатыми лампами дневного света. В первом случае свет теплый, «домашний», во втором – холодный, «больничный». Такое ощущение создается спектром излучения осветительного прибора. Лампочка со спиралью излучает больше красного, люминесцентная – больше синего, который ассоциируется у нас с холодным.

Чтобы различать осветительные приборы по этим характеристикам, было введено понятие цветовой температуры, которая измеряется в кельвинах (К). Чем она выше, тем больше спектр излучения смещен в сторону синего, и тем он «холоднее» визуально. Осветительные фонари на светодиодах тоже могут иметь различную цветовую температуру, поэтому выбирая осветитель, помимо создаваемого им светового потока, не забывай взглянуть и на этот параметр.

 

Шкала цветовых температур

Не путай! Цветовая температура не имеет никакого отношения к температуре самого осветительного прибора, измеряемой в градусах Цельсия. Светодиодные лампочки нагреваются до 50 градусов, а лампы накаливания – до 170 и выше, но на их цветовую температуру это не влияет.

Коэффициент пульсаций

Эта характеристика показывает, насколько сильно свет, излучаемый осветительным прибором, пульсирует. В идеале уровень пульсаций, конечно, должен быть равен нулю, но такого не может быть хотя бы потому, что в осветительной сети напряжение переменное. И если пульсация лампочек накаливания не очень заметна из-за инерционности раскаленной спирали, люминесцентные и светодиодные приборы на пульсации питающего напряжения реагируют мгновенными «провалами» светового потока. Даже если пульсации незаметны “на глаз”, здоровья самим глазам они не прибавляют. Согласно существующим нормам коэффициент пульсации светового потока осветительных приборов не должен превышать 10%, а в помещениях с ПК – 5%.

Надо отдать должное производителям – практически все существующие на сегодня типы осветителей, включая диодные, в эти нормы укладываются. Исключение могут составлять лишь очень маломощные лампы накаливания (до 15-20%) и люминесцентные светильники с электромагнитными ПРА (40%). Что касается светодиодных источников света, они могут заметно мерцать только в том случае, если собраны в гараже дядюшки Ляо и куплены за копейки в ближайшем переходе.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Но даже если ты пожалеешь денег и купишь такую лампу, особого вреда глазам она не нанесет: просто не успеет, поскольку сгорит через пару часов работы.

к содержанию ↑

Светоотдача светодиодных ламп

Эту важную техническую характеристику я не внес в общий список и специально оставил напоследок, во-первых, потому, что она относится не к каждой конкретной лампе, а ко всему классу. А, во-вторых, разобравшись со светоотдачей, ты сможешь понять, насколько эффективен тот или иной тип осветительных приборов. Светоотдача представляет собой отношение светового потока к потребляемой мощности светильника и обозначается как лм/Вт. Этот параметр в буквальном смысле показывает, насколько эффективно прибор преобразует электрическую энергию в световую.

Что касается светодиодных источников света, то на сегодня их светоотдача составляет 60-120 лм/Вт, причем по мере совершенствования технологий этот показатель продолжает расти. Предположим, количество люмен у светодиода мощностью 1 ватт – 100. Это много или мало? Взгляни на сравнительную таблицу:

Сравнительная таблица энергоэффективности ламп разных типов

Тип осветителей

Светоотдача, лм/Вт (среднее значение)

Светодиодные120
Люминесцентные трубчатые80
Люминесцентные компактные (энергосберегающие)70
Галогенные20
Накаливания15

Как видно из таблички, хорошо знакомая тебе компактная люминесцентная лампа («энергосберегайка»), к примеру, при той же мощности будет светить почти в 2 раза слабее, чем ее полупроводниковый собрат. Про лампу накаливания и говорить неловко. 8 из 10 ватт, которые светодиодный прибор преобразовал бы в световой поток, лампа Ильича превращает в тепло. Эффективность же диодного светильника благодаря светоотдаче на сегодняшний день самая высокая.

Но вернемся к нашим светодиодам. Можно ли выбирать такие лампы не по световому потоку, а по потребляемой мощности? Поскольку ты знаешь, какое количество люмен производит светодиод одним ваттом электроэнергии, то понимаешь: конечно, можно. Чтобы получить световой поток, достаточно умножить мощность лампы на 80. Точной цифры ты, конечно, не получишь, поскольку реальная светоотдача зависит от многих факторов, включая  технологию производства, материалы, тип и количество используемых светодиодов. Но полученный результат вполне сгодится для бытового использования.

Не забудь! Коэффициент 80 для вычисления создаваемого светового потока по потребляемой мощности годится только для светодиодных ламп. Для всех остальных типов осветительных приборов он будет другим.

Для тех, кто не любит умножать, я приведу табличку зависимости светового потока от мощности лампы для приборов различного типа:

Накаливания

Люминесцентные

Светодиодные

Потребляемая мощность, Вт

Потребляемая мощность, Вт

Потребляемая мощность, Вт

Световой поток, лм

205-72-3250
4010-134-5400
6015-168-10700
7518-2010-12900
10025-3012-151200
15040-5018-201800
20060-8020-302500
к содержанию ↑

Преимущества и недостатки светодиодных ламп

Подведем итог и определим достоинства и недостатки полупроводниковых источников света. К их преимуществам можно отнести:

  • Рекордно высокая энергоэффективность. Светоотдача светодиодов (отношение создаваемого светового потока к потребляемой мощности), как мы выяснили, почти на порядок выше светоотдачи ламп накаливания, что позволяет существенно сэкономить на электроэнергии.
  • Длительный срок службы. Эту тему я не затрагивал, но тебе будет интересно узнать, что светодиодная лампа проработает в 20-30 раз дольше, чем лампочка Ильича без существенного снижения уровня светового потока. А такая надежность – это дополнительная экономия, поскольку лампы на диодах придется менять крайне редко.
  • Эксплуатация в жестких условиях. Светодиоды не имеют колб и спиралей, а потому не боятся вибраций и даже ударов. Полупроводниковые осветители могут использоваться в самых жестких условиях и при температурах окружающей среды от -40 до +40 градусов Цельсия.
  • Почти не нагреваются. Максимальная температура, до которой нагревается мощная светодиодная лампа, не превышает 60 градусов Цельсия. Ты можешь использовать ее на пожароопасных объектах.
  • Оптимальная цветовая температура. Подавляющее большинство светодиодных ламп, кроме специальных, создают световой поток, похожий на дневной. При таком освещении глаза устают меньше всего, а цвета окружающих предметов не искажаются.

У светодиодных ламп есть, к сожалению, весьма существенный недостаток – стоимость их пока еще достаточно высока. Но это частично окупается длительным сроком службы и малым потреблением электроэнергии. Тем более что развитие светодиодных технологий только началось, а значит, в ближайшее время цена на светодиодные источники света обязательно снизится.

Теперь ты знаешь про светодиодные лампы и их световой поток достаточно, чтобы суметь решить: чем и в каких случаях полупроводниковые источники света лучше, чем обычные лампочки.

Предыдущая

СветодиодныеКак выбрать мощный аккумуляторный светодиодный фонарик

Следующая

Светильники, браВыбираем светодиодные светильники для потолка Армстронг

Световой поток светодиодных ламп - таблица и эквиваленты

Лампы накаливания уже больше ста лет используются человеком в качестве основного освещающего прибора для своих жилищ, городских улиц, рабочих мест и прочего.

За столько времени технологии освещения развивались вяло, появились люминесцентные и так называемые экономные лампочки, однако новым словом техники стала светодиодная технология освещения.

Одним из важнейших параметров любого осветительного прибора является мощность светового потока, ему и посвящена эта статья. Далее в статье мы рассмотрим таблицу светового потока ламп.

Понятие светового потока

Каждый осветительный прибор имеет величину потребляемо мощности, для бытового использования достаточно светильников мощностью в 1-10 Вт, для внешнего освещения нужны осветительные приборы мощностью до 100 Вт.

Однако показатель потребления электроэнергии не столь важен, интенсивность освещения определяется световым излучением. Параметр измеряется в люменах, он позволяет определить, насколько эффективным будет освещение.

Производители не всегда указывают силу светового излучения, а когда указывают, она не всегда соответствует действительности.

Энергия светового излучения переносится электромагнитными волнами, которые испускаются источником света. Интенсивность излучаемой энергии и определяет силу свечения, она улавливается глазом, который способен воспринять длину излучения от 0,55 мкм в 0,63 мкм, другие виды излучения мы увидеть не можем.

Показатели мощности излучения с учетом способности человеческого глаза к цветовому восприятию суммируют с длиной волн. В расчетах также учитываются кривая чувствительность глаз.

Результат этих расчетов и считается световым потоком.

Нельзя сбрасывать со счетов и эквивалентную мощность лампочки при выборе, особенно если светодиодные светильники призваны заменить традиционные лампы накаливания. Лучшим решением станет вычисление светового потока путем перерасчета с тех же показателей ламп накаливания.

Световой поток светодиодных ламп

Светодиоды (их также называют LED) являются основным источником света в светильниках рассматриваемого типа, что следует из их названия. Сегодня их используют для освещения промышленных объектов и в бытовых целях, хотя еще сравнительно недавно они применялись лишь для подсветки.

Принцип работы подразумевает применение безопасных компонентов, в них не содержатся вещества, содержащие ртуть, а значит, их можно считать экологически чистыми, и безопасными для человека и окружающей среды. LED-светильник работает в качестве самостоятельного источника света.

Потребляя минимум энергии, она способна работать очень долгое время, не нагревается, и обеспечивает достаточно мощный световой поток. Недостатки этих ламп – повышенная стоимость, и цветовой спектр свечения.

Лампы не дают одинаковый свет, лишь некоторые дают «теплый» свет. Впрочем, чем более желтый свет дает светильник, тем дешевле будет само устройство.

Таблица

Преимущества LED-источников света неоспоримы, соотношение светоотдачи, потребления электроэнергии, срока работы, экологической чистоты и безопасности со стоимостью делают их идеальным решением для освещения частного жилья или промышленного комплекса.

Световой поток светодиодных ламп, таблица эффективности для разных источников света.

 

Эквиваленты лампам накаливания

Часто LED-светильники покупают в качестве замены уже работающим лампам накаливания, и при этом важно сохранить необходимую освещенность в помещении.

Для этого нужно провести расчеты так, чтобы при замене световой поток остался тем же. К примеру, для того, чтобы лампа накаливания могла выдать 250 люмен, ее мощность должна быть 20 Вт. Те же 250 люмен выдает светодиодный светильник на 2-3 Вт.

Как мы уже говорили, чаще всего производители не указывают силу светового излучения, поэтому необходимые расчеты произвести будет сложнее. 

Чтобы можно было провести примерное сравнение, ниже приведена таблица, световой поток светодиодных ламп и их мощность в ней сравниваются с теми же показателями аналогов.

 

Особенности при замене

Различия между LED-приборами освещения и их аналогами существенны. У них разный принцип работы, разный способ реализации технологии, и отличаются практически все рабочие параметры.

Сложнее всего правильно произвести перерасчет мощности при их замене. В домашних условиях это не слишком важно, владельцы квартир обычно производят замену на глаз.

К примеру, обнаружив, что новый осветительный прибор слишком яркий, достаточно просто освободить один плафон, чтобы снова сделать освещение удобным.

Однако их использование в промышленности, бизнесе, сфере услуг, при ведении строительных работ или плановой замены осветительной системы, подразумевает проведение точных расчетов, в ходе которых специалисты подсчитывают мощность и световое излучение текущей системы, а затем производят перерасчет с учетом особенностей LED-ламп.

Особенности светодиодной технологии позволяют использовать как светильники, устроенные подобно обычным лампочкам (их можно вкрутить в плафон, и использовать как обычно), так и целые ленты, закрепляемые на поверхности и подключенные к источнику питания.

Разводка электросети в старых домах проводилась под традиционные лампочки, поэтому выполненные в привычном нам стиле, могут обеспечить такое же распределение светового потока по помещению, для лент придется выполнять дополнительные расчеты.

Направленность освещения определяется углом расходимости источника света, это касается направленных излучателей света. Если расходимость равна 120 градусам, это значит, что поток света ослабевает вдвое в направлении, наклоненном на 60 градусов по отношению к оси испускаемого лампой пучка света.

Чтобы сделать освещение комфортным, необходимо провести точные расчеты, лишь тогда удастся добиться равномерного и комфортного распределения светового потока по помещению.

Статьи

Как правильно выбрать светодиодную лампу? Каковы её основные параметры?

В данной статье мы внимательно разберём технические и конструктивные особенности LED ламп.

 

Цоколь светодиодной лампы

Первое, на что следует обратить внимание при выборе светодиодной лампы, это её цоколь. Наиболее распространённые цоколи светодиодных ламп: Е14 и Е27. Для светодиодных ламп направленного света – GU5.3 и GU10. Лампы с такими цоколями используются в большинстве бытовых и декоративных светильников.

В линейке светодиодных ламп ASD представлены модели LED-ламп со всеми наиболее распространёнными типами цоколей.

 

Цоколь E14
«миньон»

Цоколь E27
«стандарт»

Цоколь GU5.3

Цоколь GU10

Колба светодиодной лампы

Стандартная колба светодиодной лампы, повторяющая форму обычной лампы накаливания – А60. Обычно лампы такой формы выпускаются с цоколем Е27. Примером такой светодиодной лампы может служить лампа серии LED-A60-econom марки ASD.

Другие широко распространённые варианты колбы светодиодных ламп – уменьшенные: P45 «шар» и C37 «свеча». Светодиодные лампы с такими колбами более компактны и могут использоваться в декоративных светильниках, люстрах, бра. Чаще всего, они выпускаются с цоколем Е14. Такие лампы также имеются в ассортименте светодиодных ламп марки ASD. Это серии LED-P45 и LED-C37.

Для светодиодных ламп направленного света характерна форма колбы MR-16 / JCDR. Серии ламп LED-JCDR и LED-JCDRC выпускаются именно с такой колбой.

Светодиодные лампы, заменяющие рефлекторные лампы (часто используются в софитах и даунлайтах), производятся с колбами R50 и R63. Могут иметь цоколь Е14 или Е27. Примером таких ламп могут служить светодиодные лампы LED-R50-econom и LED-R60-econom марки ASD.

Мощность светодиодных ламп

Теперь, когда мы определились с цоколем и габаритами светодиодной лампы, рассмотрим ключевой технический параметр - мощность. Мощность светодиодной лампы можно сопоставить с мощностью других типов ламп, используя следующие простые формулы:

  1. Мощность светодиодной лампы, умноженная в 7-8 раз, эквивалентна мощности лампы накаливания.
  2. Мощность светодиодной лампы, умноженная в 2 раза, эквивалентна мощности энергосберегающей лампы.

Ниже в таблице приведены данные соответствия мощностей различных ламп:

LED лампы, Вт

Лампы накаливания, Вт

Энергосберегащие лампы (ESL), Вт

3-6

20-45

6-12

6-8

45-75

12-16

9-12

75-100

18-24

13-17

100-135

26-30

Световой поток светодиодной лампы

Второй важный параметр светодиодной лампы, на который необходимо обратить внимание, – показатель светового потока. Лампа LED со световым потоком в 600 люмен заменяет лампу накаливания мощностью 55-60 Вт.

Можно подсчитать эффективность светодиодной лампы, зная показатели светового потока и мощность лампы. Например, разделим 200 лм на энергопотребление лампы (5Вт). Получаем значение эффективности лампы: 40лм/Вт. Наиболее экономичным считается прибор с показателем эффективности не менее 90-100лм/Вт. Для сравнения, лампа накаливания имеет светоотдачу 10лм/Вт.

Световая температура светодиодной лампы

Следующий параметр – цветовая температура (ед. изм. – Кельвины). Цветовая температура в 6000 Кельвинов эквивалентна оттенку дневного солнечного света. Лампы с таким показателем чаще всего используют в промышленных помещениях и на улице.

Обычная лампа накаливания имеет цветовую температуру в районе 2600К (свет заходящего солнца). Но многие люди находят такой свет неприятным. Для использования в офисном или домашнем помещении наиболее комфортными для зрения человека будут лампы тёплого белого цвета (3000-4000К). Большинство моделей светодиодных ламп марки ASD выпускаются именно в этом диапазоне цветовых температур.

Ниже приведена таблица соответствия значений цветовой температуры человеческому восприятию:

2700

Тёплый, мягкий белый

Свет обычных лампочек накаливания

3000

Тёплый белый

Свет галогеновых ламп. Несколько белее света обычных ламп накаливания

3500

Белый

Свет флуоресцентных трубок

4000

Холодный белый

"Хайтек"

5000-6500

Дневной свет

Флуоресцентные лампы, идентичные естественному дневному свету

6500-7000

Холодный дневной свет

Профессиональные лампы дневного света

Пульсация светодиодных ламп

Качественная светодиодная лампа не должна пульсировать. Пульсация лампы не заметна простым глазом, но сильно влияет на самочувствие человека. От покупки лампы с частой пульсацией лучше всего отказаться.

Светодиодные лампы марки ASD отличаются низким коэффициентом пульсации – менее 5%, что соответствует всем современным нормам САНПиН. Таким образом, светодиодные лампы ASD могут использоваться для установки в светильники не только в быту, но и в детских, дошкольных и медицинских учреждениях.

Все модели LED ламп ASD вы можете найти на нашем сайте в каталоге светодиодных ламп.

Световой поток светодиодных ламп, таблицы, эквиваленты лампам накаливания

Прежде всего, стоит отметить, что любая лампа имеет основной параметр величину потребляемой мощности (Вт). Мощность светодиодных ламп, предназначенных для использования в быту находится в пределах 1-10 Вт, однако, бывают и намного более мощные варианты для наружного освещения – свыше 100 Вт. Вообще, по правде говоря, мощность светодиодных ламп является просто характеристикой скорости потребления электроэнергии, а для понятия силы света лампа необходимо узнать у продавца такой параметр, как световой поток.

Содержание статьи о световом потоке светодиодных ламп

Этот параметр измеряется в люменах и максимально возможно характеризует возможности того или иного источника света осветить помещение. Однако часто бывает так, что информация о световом потоке светодиодных ламп не указана на упаковке, а вместо нее пишут мощность лампы накаливания, обладающей таким же световым потоком. Такая информация является достаточно лукавой, так как нет никакой возможности ее проверки. Например, если на упаковке указан световой поток 280 лм или не указан вовсе, но написано, что мощность лампы составляет 4 Вт и она эквивалентна 50-ваттной лампе накаливания, то спорить здесь, конечно, будет трудно, но нормальная лампа накаливания мощностью 50 Вт должна иметь световой поток не 280 лм, а около 560 лм.

Что такое световой поток? 

Энергию любого источника света переносят излучаемые им электромагнитные волны. Именно скорость излучаемой энергии говорит нам о силе свечения каждого конкретного источника. . Свечение светодиодных ламп мы уже рассматривали, читайте об этом в соответствующей статье. Следует отметить, что эту энергию мы воспринимаем глазом, а наши глаза воспринимают разную длину излучения по-разному. Излучение, которое, например, имеет длину 0,55 мкм (зеленое) наши глаза воспринимают сильнее, чем 0,63 мкм (красное). А вот диапазон инфракрасного и ультрафиолетового излучения уже не доступен для наших глаз, поэтому для характеристики мощности излучения с учетом ее воспринимаемости глазами, он суммируется согласно длинам волн, учитывая при этом кривую чувствительности глаз, в результате чего мы получаем нормированную величину, называемую световым потоком.

Но все же эквивалентная мощность при выборе лампы также имеет важное значение, особенно при выборе светодиодных ламп взамен лампам накаливания. Наиболее правильным способом будет определение светового потока светодиодных ламп путем пересчета их согласно эквивалентной мощности ламп накаливания.

Пересчет лампы накаливания на светодиодную

В таблице ниже будет рассмотрена мощность светового потока обычной лампочки, светодиодной и люминесцентной. Проведем пересчет лампы накаливания на светодиодную по такому показателю, как световой поток. Как видите, чтобы световой поток ламп накаливания был равен 250 Лм, понадобится лампочка мощности 20 Вт. Такой же световой поток обеспечивается светодиодной лампой 2-3 Вт, для люминесцентной лампы мощность равна 5-7 Вт. Также наверняка вас заинтересует информация о соотношении мощности светодиодных ламп. Выгода использования светодиодных ламп очевидна.

Мощность лампы накаливания, Вт Мощность люминесцентной лампы, Вт Мощность светодиодной лампы, Вт Световой поток, Лм
20 Вт 5-7 Вт 2-3 Вт 250
40 Вт 10-13 Вт 4-5 Вт 400
60 Вт 15-16 Вт 8-10 Вт 700
75 Вт 18-20 Вт 10-12 Вт 900
100 Вт 25-30 Вт 12-15 Вт 1200
150 Вт 40-50 Вт 18-20 Вт 1800
200 Вт 60-80 Вт 25-30 Вт 2500

Сравнительная характеристика лампы накаливания и светодиодной лампы

Данные представлены для лампы накаливания на 40W и для светодиодной лампы на 7W.

Характеристики Лампа накаливания 40W  Светодиодная   лампа  7W
Сила тока, A 0.191 0.052
Световой поток, Lm 360 304
Эффективносить светоотдачи, Lm/W 9 46.2
Температура цвета, К 2800 5500 – 7000
Рабочая температура, °C 180 70
Срок службы, часов 1000 30000

Сила светового потока наружного освещения

В нынешнее время самым популярным является светодиодное уличное освещение. Чтобы ознакомиться со световым потоком светодиодных ламп для наружного освещения, рассмотрим характеристики некоторых типов светодиодов, которые зачастую используются для устройства наружного освещения. В таблице ниже представлены наружные светодиодные уличные лампы, светильники и прожекторы разных производителей, соотношение таких характеристик, как мощность и световой поток.

Светильник Мощность, Вт Световой поток, Лм
LL-122 Холодный 10 950
LL-122 Теплый 10 950
SW-301-20W/220V 20 1400
FL-20 20 1700
LL-232 30 2100
SW-LE-W30 E40 30 2800
Linterna L30 30 3000
EcoLight EL-ДКУ-02-050-0021-65Х 50 3400
LL-275 50 50 6500
СТРИТ-150 158  13360 

Что следует учитывать при замене обычных ламп на светодиодные? 

Главное – световой поток

Еще более сложной будет ситуация, когда предстоит задача по определению эквивалентной мощности для замены галогенных ламп. В том случае, если галогенная лампа рассчитана на 220 В, то можно воспользоваться различными таблицами в интернете, но для подбора замены 12-вольтовой лампе следует учитывать, что такие лампы имеют световой поток той же мощности, что требует внести поправку, на коэффициент которой влияет тип галогенной лампы и, который можно определить также при помощи соответствующей таблицы.

Распределение светового потока в помещении

Кроме общей характеристики силы светового потока также следует принимать во внимание распределение этого светового потока в пространстве. Его направленность определяют углом расходимости лампы. Данная характеристика касается источников света, которые создают направленный тип излучения. Расходимость в 120 градусов говорит о то, что сила светового потока снижается в 2 раза в направлении, которое имеет угол в 60 градусов по отношению к оси светового пучка источника света. Лампы, имеющие расходимость в 120 градусов, обладают очень широкой диаграммой направленности, которая практически соответствует равнояркой площадке. Светодиодные лампы с широким углом излучения позволяют получить более равномерное освещение помещения, но тут необходимо учесть одну тонкость, заключающуюся высокой яркости светодиодных ламп при больших углах к излучающей плоскости, что может стать причиной некомфортности.

Для этого необходимо обращать внимание на реализацию требований наличия защитного угла в ходе монтажа широкоугольного типа светодиодных ламп в светильники, включая и те, которые врезаются в потолок. Узконаправленного излучения лампы (от 20 до 30 градусов) применяются для создания акцентов в интерьере, в частности при оформлении дизайна потолка, но в целом они малопригодны для обычного освещения.

А вот видео о том, на что нужно обратить внимание при  регулировании светового потока


Наивысшая светоотдача белого светодиода. - DIAL

Помимо светодиодов с разной цветовой температурой, есть несколько примеров температурного излучения и газового разряда. Эффективность системы и световой поток лампы или модуля продуктов в этой таблице были измерены в собственной аккредитованной фотометрической лаборатории DIAL. Отсюда и световая отдача системы.

На основе кривой относительной светочувствительности для фотопического зрения V (λ) была рассчитана теоретическая максимальная световая отдача для каждого спектра.

Из таблицы видно, что в типичном спектре теплого белого светодиода достигается теоретическая модульная световая отдача прибл. 320 лм / Вт. Однако, поскольку предполагается, что существует преобразование физической излучаемой мощности без потерь в длины волн спектра, то фактическая реализуемая световая отдача модуля намного меньше. В будущем, возможно, удастся достичь световой отдачи системы в диапазоне 200–250 лм / Вт.

Кроме того, в обзоре показана эффективность преобразования энергии исследуемых ламп.Эффективность преобразования энергии описывает, какая часть энергии преобразуется в видимый свет. В этом отношении эффективные светодиоды значительно опережают обычные лампы. В то время как эффективность преобразования энергии ламп накаливания, например, составляет от 10% до 20%, очень эффективные светодиоды в настоящее время достигают значений от 40% до 50%. Тем не менее, это все еще «только» 40–50%, поэтому от 50% до 60% мощности «теряется» в виде тепла.

Эти цифры, однако, не должны скрывать тот факт, что в настоящее время на рынке имеется много светодиодов, которые имеют гораздо более низкую световую отдачу системы.Соответственно, здесь и эффективность преобразования энергии плохая.

Прощай, идея огромных достижений в светоотдаче

В ближайшие годы вряд ли произойдет увеличение достижимой световой отдачи, сравнимое с тем, что произошло в первые годы после того, как белые светодиоды пошли в серийное производство. Кривая максимальной светоотдачи новых разработок постепенно выравнивается.

Средняя световая отдача светодиодных светильников, несомненно, будет продолжать улучшаться, поскольку на рынке есть светильники со световой отдачей 50–70 лм / Вт, которую еще можно оптимизировать.Этот факт четко показан в измерениях, которые компания DIAL провела в своей аккредитованной лаборатории за последние несколько лет.

Световая отдача или люмен на ватт?

При выборе правильного освещения для офиса, комнаты или другого интерьера / экстерьера важно понимать, как свет будет работать в помещении.

Сюда входят эстетические факторы, такие как цвет, сила и ощущение света, а также факторы эффективности, такие как доступный источник питания, энергоэффективность и, в закрытых помещениях, управление температурой.

В этом руководстве мы сосредоточимся на яркости света, чтобы развеять некоторые мифы о светимости - в конце концов, что делает одну лампочку ярче другой?

Если вы раньше покупали лампы накаливания, можно подумать, что чем выше мощность, тем ярче будет свет.

Раньше так было, но теперь доступны варианты, которые обеспечивают более яркую лампу с меньшим энергопотреблением.Такой подход не только обеспечивает лучшее соотношение цены и качества с точки зрения потребляемой энергии, но и продлевает срок службы ваших лампочек.

Итак, в следующий раз, когда вы будете выбирать лампочку, вместо оценки мощности каждого варианта ищите «световую отдачу».

Что такое люмен?

Согласно словарю Collins English Dictionary, это определение:

Производная единица светового потока в системе СИ; поток, излучаемый в телесном угле 1 стерадиан точечным источником, имеющим равномерную интенсивность 1 кандела

Проще говоря:

Люмен - это количество видимого света, излучаемого источником света за период времени.Чем выше люмен, тем ярче будет источник света.

Что такое «эффективность» и чем она отличается от «эффективности»?

Эффективность и эффективность часто путают, поэтому давайте разберемся:

  • Эффективность - это способность чего-либо приносить желаемый результат. Например, в контексте освещения это способность источника света действительно излучать свет.
  • Эффективность - это способность делать что-то без потерь. Например, светодиодная лампа более чем в 10 раз эффективнее лампы накаливания, поскольку она не тратит энергию на тепло.

Что такое световая отдача?

Соедините «люмен» и «эффективность», и вы получите «световую эффективность».

Хотя это звучит как сложный термин, его значение довольно простое.«Световая эффективность» измеряет, как источник света преобразует мощность в видимый свет, и измеряется в люменах.

Для электричества это обычно выражается как люмен на ватт или лм / Вт .

Что означает люмен на ватт и чем он отличается для разных типов ламп?

Люмен на ватт и световая отдача - это термины, используемые для объяснения одной и той же концепции - насколько хорошо источник света (т.е. лампочка) излучает видимый свет. И разные типы лампочек имеют разную светоотдачу или яркость в лм / Вт.

Рассмотрим обычную лампочку накаливания. Это дает свет, нагревая нить до тех пор, пока она не станет настолько горячей, что начнет светиться, выделяя при этом много тепла. Это тратит впустую энергию и дает диапазон световой отдачи от 5 до 15 люмен на ватт.

Сравните это с люминесцентными лампами, в которых электричество заряжает электроны в паре, а затем излучает ультрафиолетовый свет.Люди не видят ультрафиолетовый свет, поэтому покрытие на стекле преобразует его в видимый свет. Это преобразование тратит впустую энергию, поэтому люминесцентные лампы имеют световую отдачу от 60 до 100 люмен на ватт.

Чтобы сэкономить энергию (и, следовательно, деньги), мы хотим сделать две вещи. Во-первых, уменьшите количество выделяемого отходящего тепла. Во-вторых, производить только свет, видимый человеком.

К счастью, такая технология существует - светодиод (LED).

Светодиоды

работают за счет электролюминесценции, и чтобы объяснить, почему они обеспечивают лучшую светоотдачу по сравнению с другими лампами, нам нужно быстро окунуться в науку.

В светодиодах свет генерируется путем прохождения электронов через две стороны диода, известного как p-n переход. Со стороны n-типа есть лишние электроны. На стороне p-типа есть отверстие. Между ними есть область без электронов и дырок. Перепрыгнув, электрон становится целым атомом, и выделяется всплеск энергии в виде света.

Этот всплеск энергии затем фильтруется для получения видимого света. Тепла очень мало, только эффективное производство света. Это обеспечивает световую отдачу от 100 до 170 люмен на ватт.

Примеры световой отдачи

Как рассчитать световую отдачу?

Если вы хотите рассчитать световую отдачу ваших собственных лампочек, вы можете сделать это в три простых шага:

1.Измерьте люмены, создаваемые источником света.

2. Измерьте потребление энергии источником света в ваттах.

3. Разделите люмены на потребление энергии.

Но, вообще говоря, вы можете найти люмен на ватт, указанный на упаковке.

Почему важна световая отдача?

Экономия затрат и энергонезависимость

Министерство энергетики США считает, что огромная экономия энергии может быть достигнута за счет перехода на светодиоды, сокращения счетов предприятий и домовладельцев за электричество на 50 миллиардов долларов в год.

За счет повышения эффективности освещения в США фактически прогнозируется экономия 490 тераватт-часов энергии к 2035 году. Это почти вдвое больше, чем прогнозируется Управлением по энергетической информации, которое будет производиться солнечной энергией в 2035 году.

Благодаря такой значительной экономии энергии потребность в импорте нефти, угля и газа значительно снижается, что повышает энергетическую независимость и безопасность.

Более того, поскольку эти улучшенные лампы обеспечивают больше света, требуется меньше ламп.Например, для уличного освещения вам может понадобиться всего 4 уличных фонаря, а не 8, чтобы обеспечить такой же уровень видимости.

Технологическое воздействие

Благодаря повышенной эффективности освещения можно добавить дополнительные технологии без дополнительного энергопотребления и внутри лампы. Например, технология Интернета вещей (IoT) может быть добавлена ​​к лампочкам для автоматического управления ими и выключения, когда они не требуются, для дополнительной экономии энергии.

Низкотемпературные светодиоды с высокой светоотдачей также могут использоваться в сельском хозяйстве. Растения лучше всего растут и дают наилучшие урожаи, когда они получают высококачественное освещение, поэтому повышение световой отдачи может повысить урожайность сельскохозяйственных культур и снизить цены на продукты питания.

Исследователи также предполагают, что улучшение освещения может привести к тому, что городское сельское хозяйство станет более обычным явлением, доставляя в города свежие продукты местного производства без необходимости в транспортных выбросах.

Долговечные лампы

Низкая световая отдача также может сократить срок службы источников света, так как тепло вызывает повреждение компонентов внутри лампочки. Лампа с более длительным сроком службы означает меньше затрат на производство, что снижает выбросы углерода и затраты.

Эффективность светодиодного освещения: Статус и направления

Реферат

В настоящее время происходит грандиозный переход от традиционных технологий освещения (лампы накаливания, флуоресцентные лампы, разряд высокой интенсивности) к светодиодному освещению.Основной движущей силой этого сдвига стала энергоэффективность и связанная с этим экономия средств. Светодиодное освещение теперь более эффективно, чем любая из традиционных технологий освещения, и его еще предстоит улучшить. В ближайшем будущем светодиодные корпуса с преобразователем люминофора имеют потенциал повышения эффективности от 160 лм / Вт (сейчас) до 255 лм / Вт. Более долгосрочные светодиодные корпуса со смешанными цветами имеют потенциал для уровней эффективности, предположительно, до 330 лм / Вт, хотя для достижения этих уровней производительности требуется прорыв в эффективности зеленых и желтых светодиодов.Эффективность светодиодного пакета устанавливает верхний предел эффективности светильника, при этом светильник имеет собственные каналы потери эффективности. В этой статье, основанной на анализе, проведенном в рамках Программы твердотельного освещения Министерства энергетики США, освещены различные каналы потерь светодиодов и светильников, а также определены критические области для улучшения. Помимо значительного энергосбережения, светодиодная технология позволяет использовать множество новых приложений и создавать дополнительные преимущества, которые невозможно или экономически не оправдать предыдущие технологии освещения.К ним относятся подключенное освещение, освещение, адаптированное к физиологическим реакциям человека, освещение для садоводства и экологически безопасное освещение. Ни одно из этих новых приложений не было бы жизнеспособным, если бы не была достигнута высокая эффективность, которые сами по себе являются лишь началом того, на что способно светодиодное освещение.

Резюме

Радикальный переход к традиционным методам освещения (лампы накаливания, флуоресцентные лампы, разрядка высокой интенсивности), а также светодиодные технологии и другие технологии.Первая причина этой мутации - это поиск в энергетической эффективности и в ассоциациях экономики. L'éclairage LED - это техническое обслуживание плюс эффективность, обеспечивающая условные обозначения технологий, больше всего пространства для облегчения. В придворной зоне, несколько ансамблей и светодиоды преобразованы в фосфористый светильник, который потребляет от 160 лм / Вт до 255 лм / Вт. Долгое время, это возможно, как светодиоды с меланжами светодиодов с различными светодиодами, светящимися световыми лучами, мощностью 330 лм / Вт, частичными спектаклями, востребованными авангардными мажорными светодиодами и яркими светодиодами. амбре.Эффективность ансамблей в светодиодах определяет верхний предел светильников, который не может быть лишним. В этой статье, на основе результатов реального анализа Министерство энергетики au sein du Программа твердотельного освещения Американский, различные светильники светодиодов и светильники, освещающие последние, и критические исследования областей, позволяющих улучшить качество освещения. идентификаторы. Au-delà d'économies d'énergie Massives, la technologie LED permet de novelles applications и valeur ajoutée non possible or non -conomiquement faisable avec les anciennes technologies d'éclairage.Celles-ci include l'éclairage connecté, l'éclairage adapte aux réponses Physiologique Humaines, l'éclairage horticole et l'éclairage respueux de l'écologie. Новые приложения не имеют жизнеспособности без высокой эффективности, когда они уже есть, и не имеют ничего общего с преемниками светодиодного освещения.

Ключевые слова

Светоизлучающие диоды

Полупроводниковое освещение

Энергоэффективность

Светильники

Светодиоды

Светодиоды

Рекомендуемые статьи

Эффективность

Efficacités

Просмотреть аннотацию

© 2017 Académie des Sciences.Опубликовано Elsevier Masson SAS.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Что такое световая отдача? | HitLights

Светодиоды

в настоящее время являются основным источником освещения во всем мире по нескольким причинам, главная из которых - их эффективность. Используя всего одну десятую (или меньше) мощности лампы накаливания, светодиоды зеленые (с экологической точки зрения, но иногда и в реальном цвете!), Долговечные и производят мало тепла. В сегодняшнем сообщении в блоге рассказывается об измерении эффективности освещения - и о том, почему светодиоды делают это так хорошо - это называется световой эффективностью.

Световая отдача измеряет эффективность, с которой данный источник света преобразует мощность (обычно электричество, измеряемое в ваттах) в видимый свет (измеряемый в люменах). Например, один фут наших полосок Luma20 (стандартная плотность) требует мощности 2,8 Вт и дает 414 люмен при световой отдаче 147 люмен на ватт. 147 звучит как много (больше, чем 146, конечно!), Но без эталонного значения, как мы можем узнать, как оно сравнивается? Вы, наверное, слышали, что светодиоды являются одними из самых эффективных источников света, но так ли это на самом деле? Давай выясним.

Во-первых, давайте поговорим о просвете (мы уже говорили об этом раньше). Просвет - это мера общего количества видимого света, излучаемого источником (за единицу времени). Ключевая фраза здесь, по крайней мере, для сегодняшнего сообщения в блоге - «видимый свет».

Большая часть света, излучаемого источниками света, невидима, находясь либо ниже (например, инфракрасного), либо выше (например, ультрафиолетового) видимого спектра. Если вы когда-нибудь подносили руку к горячему блюду прямо из духовки, вы, вероятно, чувствовали инфракрасный свет (тепло) на своей коже.По определению, человеческий глаз может видеть только свет, который попадает в видимый спектр, поэтому любой свет, который создается за пределами этого спектра, по сути, тратится впустую. Это приводит к потере энергии и снижению световой отдачи.

Традиционные лампы накаливания излучают свет, нагревая металлическую нить до такой степени, что она начинает светиться (как металл в огне). Неудивительно, что это не очень эффективный способ создания видимого света - лампы накаливания работают в диапазоне световой отдачи от 5 до 20 люмен на ватт.

А флуоресцентные лампы? Они не используют тепло для работы, но все равно немало его откладывают. Электричество возбуждает электроны в парах ртути, которые затем испускают ультрафиолетовый свет, невидимый человеческому глазу. Затем этот ультрафиолетовый свет преобразуется в видимый свет, когда он попадает на флуоресцентное покрытие на стекле. Обе эти «энергетические транзакции» обходятся немного дороже, но не на уровне лампы накаливания, поэтому люминесцентные источники света достигают световой отдачи от 60 до 100 люмен на ватт.

В светодиодах

используются специальные полупроводники (диоды), излучающие свет определенной длины волны (цвета). Для белых светодиодов этот свет на самом деле синий, и, как и у люминесцентной лампы, люминофорное покрытие используется для преобразования этого света в белый. Это делает светодиоды чрезвычайно эффективными со светоотдачей от 100 до 170 люмен на ватт (и теоретической максимальной эффективностью до 300 люмен на ватт!).

Поскольку большая часть этой дополнительной энергии превращается в тепло, в большинстве случаев при использовании низкоэффективных светодиодов необходимо учитывать дополнительные расходы.Тепло вызывает дополнительный износ компонентов (включая светодиоды!) И всего, что к ним прикреплено. Если ваши светодиоды прикреплены к пластику, это тепло может привести к обесцвечиванию или даже разрушению этих материалов. А если ваши светодиоды находятся в помещении с кондиционером, то вы платите вдвое (или больше) за это отработанное тепло - поскольку вы используете электроэнергию для отвода тепла, выделяемого неэффективными светодиодами!

Правда о том, насколько эффективным может быть белый светодиод

От чего зависит световая отдача и насколько эффективным может быть белый светодиод? До сих пор не уделялось внимания единообразному определению световой отдачи и условий эксплуатации.

DIAL математически определила теоретическую максимальную световую отдачу различных спектров. Во-первых, давайте посмотрим на сетчатку человеческого глаза. В нем около семи миллионов рецепторов: красных, зеленых и синих. Они воспринимают цвет и называются колбочками. Однако примерно 60 процентов из них - рецепторы зеленого. Поэтому люди воспринимают зеленый цвет намного ярче, чем красный или синий, хотя физическая сила излучения такая же.

Конечно, монохроматический зеленый свет не подходит для большинства целей освещения, даже если он самый эффективный.Дизайнер предпочитает использовать белый свет с разной цветовой температурой и оптимальным качеством цветопередачи. Но простое заполнение спектрального распределения дополнительными длинами волн в видимом поле (от 380 нм до 780 нм) приведет к снижению теоретической максимальной световой отдачи.

Следовательно, не существует единого числового значения максимальной световой отдачи белых светодиодов, поскольку она всегда зависит от спектрального распределения.

Таблица любезно предоставлена ​​DIAL

Таблица справа показывает теоретическую максимальную световую отдачу для различных спектров.

Помимо светодиодов, в таблице вы также можете найти несколько примеров температурных радиационных и газоразрядных ламп. Эффективность системы и световой поток ламп были измерены в аккредитованной фотометрической лаборатории DIAL в Люденшайде / Германия. Эти значения являются основой световой отдачи системы. Что касается кривой относительной светочувствительности для фотопического зрения V (λ), теоретическая максимальная световая отдача была рассчитана для каждого спектра.

Вы можете видеть, что в типичном спектре теплого белого светодиода достигается теоретическая модульная световая отдача прибл.320 лм / Вт. Однако, поскольку предполагается, что физическая излучаемая мощность без потерь преобразуется в длины волн спектра, фактическая реализованная световая отдача модуля намного меньше. В будущем, возможно, удастся достичь световой отдачи системы в диапазоне от 200 до 250 лм / Вт.

Кроме того, в обзоре показана эффективность преобразования энергии исследуемых ламп, которая описывает, какая часть мощности преобразуется. в видимый свет. В этом отношении эффективные светодиоды с высокой степенью преобразования энергии и высокой светоотдачей (лм / Вт) явно намного опережают обычные лампы.В то время как эффективность преобразования энергии ламп накаливания составляет от 10 до 20 процентов, высокоэффективные светодиоды в настоящее время достигают значений от 40 до 50 процентов. Тем не менее, это означает, что от 50 до 60 процентов мощности теряется в виде тепла.

В ближайшие годы вряд ли произойдет увеличение достижимой световой отдачи, сопоставимое с тем, что произошло в первые годы после того, как белые светодиоды пошли в серийное производство. Кривая максимальной светоотдачи новых разработок постепенно выравнивается.Примечание для дизайнеров: смотрите внимательно и всегда руководствуйтесь здравым смыслом.

Дополнительная информация

Подробнее о DIAL

Найдите продукты, контактную информацию и статьи о DIAL

Все об энергоэффективности и эффективности современного светодиодного освещения

Что означают эффективность, эффективность и световая отдача светодиодных ламп? Здесь вы можете узнать точное значение отдельных терминов.Вы также можете узнать, какого КПД уже достигают светодиодные лампы по току. Сравнение со старыми источниками света показывает, насколько лучше работают светодиодные лампы.

LED Efficiency and Efficacy

Эффективность и эффективность светодиодных ламп часто смешивают. Это, безусловно, связано с тем, что между этими двумя терминами существует прямая связь. Перед дальнейшим рассмотрением вам следует ознакомиться с точным определением.

КПД

КПД светодиода показывает соотношение между потребляемой электрической мощностью и световым потоком, излучаемым в люменах.

Эффективность

Эффективность светодиода - это световая отдача. Выражается в люменах на ватт (лм / Вт).

Эффективность равна соотношению между двумя упомянутыми величинами и поэтому дается как процентное значение . Чтобы определить эффективность светодиодного источника света, необходимо измерить потребляемую мощность и излучаемый световой поток. Но какой максимальный световой поток будет возможен и будет означать эффективность 100%?

Для этого вам нужно заглянуть в мир физики.В соответствии с этим теоретический максимум световой отдачи составляет прибл. 350 лм / Вт для светодиодов холодного белого цвета. Светодиодная лампа с потребляемой мощностью 1 Вт и световым потоком 350 люмен будет иметь КПД 100%. Однако на практике такие светодиодные лампы - это мечта 🙂

Реальный КПД современных светодиодных источников света составляет от 30% до 40%. Кроме того, на практике 100% -ный КПД в любом случае невозможен, поскольку в светодиодной лампе есть множество компонентов, в которых возникают потери.

Какая возможна эффективность?

Для достижения максимально возможной эффективности светодиодного светильника или осветительного прибора необходимо установить эффективные светодиоды. Например, мощный LED319A от Nichia обеспечивает потрясающую светоотдачу 164 лм / Вт. Это дает ему КПД чуть менее 47%. Это текущий рекорд серийного производства.

Но это только КПД светодиода. Светодиодная лампа также содержит драйвер светодиода и оптические компоненты.У них также есть КПД, так что общий КПД снова ниже. Современные светодиодные лампы имеют КПД от 30% до 40%. Оставшаяся используемая энергия излучается в виде тепла.

Общая эффективность важна

Общая эффективность светодиодной лампы включает все компоненты, которые она содержит. Это часто обозначается как эффективность для настенной розетки .

Температура светодиода оказывает еще одно недооцененное влияние на эффективность. Чем ниже рабочая температура светодиода, тем выше его эффективность и, следовательно, его эффективность.Хорошее управление температурой внутри источника света для отвода отработанного тепла от светодиода в окружающую среду было бы преимуществом.

Где возникают убытки?

Светодиодная лампа содержит различные компоненты, в которых могут возникать потери. В большинстве случаев это следующие компоненты:

  • Электроника драйвера
  • Светоизлучающий диод
  • Оптика

Электроника драйвера или блок питания преобразует сетевое напряжение 110 В в рабочее напряжение, необходимое для светодиода.Эти электронные схемы имеют разную конструкцию в зависимости от производителя и имеют КПД от 70 до 90%.

Светодиоды, установленные в источнике света, имеют наибольшее влияние на общую эффективность. Решающим фактором здесь является то, сколько света может быть отвлечено от полупроводника в окружающую среду. Имеющиеся в продаже светодиодные светильники теплого белого цвета обычно оснащены светодиодами с КПД от 25 до 35%.

Оптика (линзы, светофильтры и др.)) в светодиодном источнике света также влияют на общую эффективность. Например, используются специальные рассеивающие линзы для достижения определенного угла луча лампы. Однако эффективность оптики очень высока по сравнению с самими светодиодами.

Расчет КПД светодиода

Общий КПД светодиодной лампы рассчитывается путем умножения КПД всех содержащихся в ней компонентов.

Пример: Расчет общего КПД

Драйвер светодиода (90%) · Светодиод (35%) · оптика (95%) = КПД 30%

Расчет: 0.9 · 0,35 · 0,95 = 0,3 → 30%

Хотите рассчитать эффективность светодиодной лампы в магазине? Установите светоотдачу (люмен на ватт) по отношению к физически возможному максимуму (350 лм / Вт) для светодиодов холодного белого цвета.

Пример: Расчет эффективности светодиодного светильника

Светодиодный осветительный прибор обеспечивает световой поток 1500 люмен при потребляемой мощности 13 Вт

1500 люмен: 13 Вт = 115,4 → Световая отдача 115,4 лм / Вт

Физический максимум (эффективность 100%): 350 лм / Вт

115.4 лм / Вт: 350 лм / Вт = 0,33 → 33% КПД

Сравнение эффективности и светоотдачи

Светодиодные лампы и светильники на сегодняшний день являются наиболее эффективными источниками света нашего времени. Однако требуется некоторое время, прежде чем все старые технологии освещения полностью перейдут на светодиоды. Если вы собираетесь преобразовать старые источники света в светодиодные, вам поможет следующее сравнение эффективности различных технологий освещения. В принципе, эффективность всегда немного выше при более высоких мощностях.

КПД лампы накаливания

КПД известных ламп накаливания составляет всего 5% от используемой электроэнергии. Остальные 95% выделяются в окружающую среду в виде тепла. Вот почему даже лампы накаливания с малой мощностью и низкой яркостью сильно нагреваются во время работы. Световая отдача лампы накаливания составляет от 10 лм / Вт до 15 лм / Вт, в зависимости от класса мощности.

КПД галогенной лампы

КПД галогенной лампы составляет около 10%.Остальные 90% излучаются в окружающую среду в виде тепла. Световая отдача галогенной лампы составляет от 15 лм / Вт до 20 лм / Вт, в зависимости от класса мощности. Таким образом, КПД ненамного лучше, чем у лампы накаливания.

КПД энергосберегающей лампы

В конце концов, КПД энергосберегающей лампы достигает 25%. Здесь только 75% электроэнергии преобразуется в тепло. Световая отдача составляет от 40 лм / Вт до 60 лм / Вт. КПД по сравнению с лампой накаливания составляет не менее четырех-пяти раз.

Таблица сравнения эффективности

Сравнение эффективности и предельной эффективности различных источников света
Источник света КПД Световая отдача
Светодиодная лампа 25-409 9033 лм / Вт
Энергосберегающая лампа 15-25% 40-60 лм / Вт
Галогенная лампа 8-12% 15-20 лм / Вт
Лампа накаливания лампа 3-5% 10-15 лм / Вт

Заключение

Светодиодные лампы с эффективностью от 30% до 40% относятся к наиболее эффективным источникам света в современном мире.Теперь вы знаете, как рассчитать эффективность светодиодной лампы перед ее покупкой. Таким образом, вы можете быть уверены, что покупаете эффективную светодиодную лампу с высокой светоотдачей и не поймаете продавца с низкой эффективностью.

Lumistrips Светодиодное освещение Световая отдача: Разъяснено

LED Световая отдача измеряет, насколько эффективно источник света излучает видимый свет. Для светодиодов это отношение светового потока к электрической мощности.

Наивысшая световая отдача сегодня составляет 220 люмен / ватт у светодиодов Nichia 757G, и многие другие производители предлагают светодиоды в диапазоне 120–180 люмен на ватт.Недорогие светодиоды имеют эффективность всего 50 люмен на ватт.

Светодиод максимальной производительности Высокопроизводительный светодиод Светодиод хорошего качества Светодиод низкой производительности
220 лм / Вт 150-200 лм / Вт 100-149 лм / Вт 50-99 лм / Вт


Другие источники света, представленные сегодня на рынке, обладают следующей световой эффективностью:

Лампа накаливания Вольфрамовая лампа накаливания 15, 40, 100 Вт (230 В) 8, 10, 13
5, 40, 100 Вт вольфрамовая лампа накаливания (120 В) 5, 12, 17
Галогенная лампа накаливания Вольфрам галогеновый 100, 200, 500 Вт (230 В) 16, 17, 19
2.Вольфрам-галоген, 6 Вт (5,2 В) 19
ИК-галоген (120 В) 17–24
Вольфрам-кварцевый галоген (12–24 В) 24
Фото и проекционные лампы 35
Дуговая лампа Угольная дуговая лампа 2–7
Ксеноновая дуговая лампа 30–50
Дуговая лампа ртутно-ксеноновая 50–55
Ртутная дуговая лампа сверхвысокого давления (UHP), свободная установка 58–78
Флуоресцентный Трубка T12 32 Вт с магнитным балластом 60
Компактный люминесцентный светильник мощностью 9–32 Вт (с балластом) 46–75
Трубка Т8 с ЭПРА 80–100
PL-S U-образная трубка 11 Вт, без учета балластных потерь 82
Трубка Т5 70–104
Газоразряд Серная лампа мощностью 1400 Вт 100
Металлогалогенная лампа 65–115
Натриевая лампа высокого давления 85–150
Натриевая лампа низкого давления 100–200

Для высокоэффективной осветительной установки мы также должны учитывать, как световой поток передается в требуемую область.Это называется освещенностью (свет, падающий на поверхность) и зависит от конструкции прибора и угла обзора источника света.

На изображении ниже показано, что один и тот же источник света может иметь разную освещенность при размещении в разных светильниках. При таком же энергопотреблении у нас может быть слишком мало, в самый раз, ровное и оптимальное освещение или слишком яркое освещение в некоторых местах.


Это подводит нас к аспекту полезного светового потока или полезного люмена. Если мы поместим ненаправленную на 360 ° светоизлучающую лампу, такую ​​как лампа накаливания, в приспособление с целью освещения поверхности или нашего стола, мы будем иметь очень низкую светоотдачу, потому что большая часть света излучается в других направлениях.Однако, используя источник света, такая светодиодная лента имеет угол обзора 120 ° или светодиодное пятно с углом обзора 90 ° или меньше, мы можем достичь такой же освещенности на столе с меньшим энергопотреблением и меньшим общим световым потоком.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *